[發明專利]一種用于智慧路燈的遠程電源管理系統

在審

• 申請號: 202010556315.X
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111786458A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 那賀;陳立;阮曉敏;楊兵;張長坤;閆肖朋;王雷;丁德標;夏國飛;梁培
• 申請（專利權）人: 龍騰照明集團有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H05B47/19;H05B47/105;H05B47/165
• 代理公司: 南京禾易知識產權代理有限公司 32320
• 代理人: 師自春

本發明涉及一種用于智慧路燈的遠程電源管理系統，包括電源管理平臺、與電源管理平臺通信的多個區域網關模塊，與每個區域網關模塊采用485總線連接的多個電源設備，每個電源設備占用一個485設備地址；每個電源設備根據設定的通訊協議接收電源管理平臺對電源設備的電壓輸出指令，上傳電源設備當前輸出的電流、功率，累計輸出電能等。專用通訊協議可滿足路燈內集成各設備供電實際要求，通過網絡實現遠程控制與數據采集，路燈內部電源設備可同時輸出多路電源，且每路電源電壓可遠程任意設定，電能可單獨計量，以滿足路燈內部集成設備數量及種類日后的擴展以及不同設備所有單位需獨立結算的需求。

技術領域

本發明涉及智慧路燈技術領域，尤其涉及一種用于智慧路燈的遠程電源管理系統。

背景技術

在新興的智慧城市領域，路燈作為天然的載體，被要求集成攝像機、LED廣告屏、求助報警、環境監測等多種設備而衍生成為了新型的智慧路燈。目前，智慧路燈上的集成設備并沒有統一電源標準，而且通常隸屬于不同管理單位，由此對于每個新增設備要另行配置電源及電能計量裝置。未來智慧路燈基數龐大，對每燈各個設備電源進行單獨配置不僅需要大量設備，同時也將耗費大量人力。本發明從節省資源的角度出發，每路燈可只采用一臺多路輸出、每路電壓可調并單獨計量的電源設備，從而節省了電源設備數量，同時采用專用協議遠程監控的方式也節省了人力成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于智慧路燈的遠程電源管理系統，路燈內部電源設備可同時輸出多路電源，且每路電源電壓可遠程任意設定，電能可單獨計量，以滿足路燈內部集成設備數量及種類日后的擴展以及不同設備所有單位需獨立結算的需求。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種用于智慧路燈的遠程電源管理系統，包括電源管理平臺、與電源管理平臺通信的多個區域網關模塊，與每個區域網關模塊連接的多個電源設備，每個電源設備占用一個485設備地址，電源管理平臺通過分區域、分電源設備地址和分電源設備通道號的尋址方式定位任意一臺電源設備的任意電源輸出通道，每個電源設備根據設定的通信報文接收電源管理平臺對電源設備的電壓輸出指令，上傳電源設備當前輸出的電流、功率，累計輸出電能等。

進一步地，所述通信報文依次由電源設備號、功能碼、電源通道號、電源通道數量、電源數據和CRC校驗碼組成，其中功能碼依據查詢需求種類設定。

進一步地，每個所述電源設備包括通信模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、電源輸入模塊和電源輸出驅動模塊；通訊模塊用于將485總線的差分電平轉換成TTL電平信號；數據采集模塊用于實時采集負載輸出的電壓和電流值并傳輸至數據處理模塊；數據處理模塊通過設定的通信報文協議，接收電源管理平臺對電源設備的電壓輸出指令，上傳電源設備當前輸出的電流、功率，累計輸出電能等。電源輸出驅動模塊包括MOS管和與MOS管相連的續流穩壓電路，MOS管接收數據處理模塊輸出的PWM控制信號，通過調節PWM信號的占空比控制MOS管的通斷時間調節輸出電壓，并通過續流穩壓電路獲取穩定的電壓輸出，PWM波形下一時刻輸出占空比等于接收待輸出的電壓值乘以上一時刻PWM波形輸出占空比/上一時刻采樣得到的輸出電壓值。

進一步地，所述電源數據包括電壓、電流、功率和累計電能，所述電壓每個數據占16位，采用電源輸入模塊輸出電壓的百分值表示，其中高8位表示百分值的整數部分，低8位表示百分值的小數部分；所述電流、功率和累計電能每個數據占32位，其中高24位表示整數部分，低8位表示小數部分。

進一步地，所述數據處理模塊選用STM32F407系列單片機，包括通用異步收發器單元、通用定時器單元和模數轉換器單元，其中通用異步收發器單元實現電源管理平臺與電源設備的物理層通信，接收和發送的數據分別存儲于數據寄存器；模數轉換器單元將每路電源輸出電壓和輸出電流的模擬值轉換為數字量存儲于數據寄存器，通過采樣得到的每路電源的實時輸出電壓值和電流值計算實時輸出功率值；通用定時器單元輸出PWM波形至電源輸出驅動模塊以控制輸出電壓，輸出電壓值取決于PWM波形的占空比。